Каменная (базальтовая) вата: производство, особенности, преимущества, применение

Волокнистые неорганические материалы с функцией тепловой и звукоизоляции образуют группу популярных утеплителей – минеральная вата. Представляющие группу разновидности материала своим характерным свойствам обязаны исходному сырью для их производства. В технологии получения каменной ваты такими определяющими компонентами являются горные породы естественного вулканического происхождения.

Именно такой состав увеличивает долговечность конечного продукта, значительно повышает его теплоизоляционные и влагоотталкивающие свойства. Очевидно, что подобный утеплитель с улучшенными физико-химическими характеристиками стал основой большинства энергосберегающих технологий для многих отраслей и видов деятельности.

Производство каменной ваты, технология заводского процесса

Английское словосочетание для обозначения базальтового утеплителя при дословном переводе на русский язык звучит как «горная шерсть». Представляя внешний вид утеплителя, и зная, что сырьем для производства служат горные габбро-базальтовые породы, с этим определением можно согласиться.

Впервые изверженные и застывшие волокна вулканической лавы, как будто взбитые и похожие на пучки шерсти, были найдены 15 веков назад. Их можно считать прототипом современной каменной (базальтовой) ваты, которую запустили в производство в далеком 1897 г. на американском континенте. Для рядового потребителя утеплитель стал доступен позже. В нашей стране его популярность и стабильный рост продаж приходится на последние три десятилетия. Пора узнать, в чем заключается технологический процесс получения «горной шерсти».

Многоступенчатая технология заключается в искусственном повторении на заводе по производству утеплителя сложных природных условий извергающейся лавы. 1500°С – температура печи, в которую попадает измельченный вулканический камень базальтовой группы и доводится до жидкого лавообразного состояния.

Расплавленная масса из отверстий питателя стекает в сопла специальных раздувочных приспособлений. Сжатым воздухом (9 атм.) струя разбивается на мелкие капли, которым придается огромное ускорение. Разлетаясь на выходе из сопла, частицы расплава удлиняются и после мгновенного охлаждения превращаются в небольшие тонкие волокна. Эта стадия производства утеплителя хорошо продемонстрирована в начальном отрезке представленного видеоматериала:

При осаждении полученных штучных волокон, в объем камеры вводят распылением необходимый связующий состав для объединения всех волокон в цельный «ковер».

Далее основа будущего утеплителя проходит обработку жидкими составами, помогающими повысить его паропроницаемость, водоотталкивающие характеристики и плотность. На следующем этапе «ковер» поступает в камеру тепловой обработки, где при 200°С происходит поликонденсация. Теперь полотно можно разрезать и отправлять на упаковку.

Химический состав каменной ваты

Сырьем для производства каменной ваты преимущественно выступает базальтовая порода и ограниченная доля метаморфических пород со схожим химическим составом.

Примерный процентный состав основных компонентов сырья для производства утеплителя:

• 45-65% – SiO₂.
• 10-20% – Al₂O₃.
• 5-15% – FeO и Fe₂O₃.
• 7-11% – CaO.
• 5-10% – MnO.

Оставшаяся доля приходится на оксиды других металлов и прочие вещества.

Важным показателем качества ваты является соотношение между окислами – кислыми и основными. Параметр характеризуется модулем кислотности, с увеличением которого улучшается термическая и химическая стойкость волокна, вата приобретает дополнительную водоотталкивающую способность и становится более долговечной.

ГОСТ 4640-93 определяет типы минерального утеплителя с диаметром волокон 6-12 мкм по величине модуля кислотности:

• Тип А – свыше 1,6.
• Тип Б – 1,4-1,6.
• Тип В – 1,2-1,4.

Продукцию из волокон меньшего диаметра автоматически определяют, как минеральную вату типа А.

Для получения заданной плотности и формы в состав утеплителя при производстве вводится связующий компонент (чаще синтетический). В готовом изделии его массовая доля не превышает 2%. Причем, вещество присутствует в связанном состоянии, поэтому оно инертно к внешней среде и безопасно для здоровья.

Обратите внимание! При создании единого утепляющего слоя не применяют каменную вату с различной плотностью.

Базальтовые волокна: классификация и применение производимых видов

Базальтовые волокна делятся на непрерывные, длина которых может превышать 50 км, и штапельные – отрезки небольшой длины. Толщина (диаметр) волокон измеряется миллионными долями метра – микрометрами (мкм). Этот параметр лежит в основе их классификации:

• Микротонкие – диаметром до 0,6 мкм. Эти волокна востребованы при производстве аппаратов тонкой очистки различных сред.
• Ультратонкие – диапазон толщины 0,6-1,0 мкм. Используются в фильтрах, а также для получения сверхлегких материалов с универсальными изоляционными свойствами.
• Супертонкие – 1-3 мкм. Область применения – фильтры, утеплительные маты, жгуты. Материал не усаживается, его теплостойкость на 200°С превышает показатели предыдущих типов.
• Тонкие – 9-15 мкм. Популярные волокна для изоляторов промышленного назначения и грубых фильтрующих изделий.
• Утолщенные – 15-25 мкм. Основной материал для фильтрации в различных дренажных системах.
• Толстые – 25-150 мкм. Полотно из хаотично сплетенных волокон, с длиной каждого до 3 м, отличается выдержкой к усилиям на разрыв. Величина выдерживаемой нагрузки может достигать 650 МПа (примерно, это сила в 65 кг, приложенная к каждому квадратному миллиметру площади поперечного сечения).
• Грубые – 150-500 мкм. В комбинации со специальными вяжущими компонентами, такие волокна часто выступают как армирующая прослойка.

Сфера применения базальтовой (каменной) ваты

Области применения базальтового утеплителя обусловлены уникальными физико-механическими и эксплуатационными свойствами материала. Основные сферы, в которых каменная вата нашла применение:

• Устройство вентилируемых фасадов и утепление поверхностей под окончательную штукатурку.
• Внутренняя теплоизоляция лоджий и балконов, несущих стен (при отсутствии возможности выполнить наружные работы).
• Шумо- и теплоизоляция пустотелых перегородок жилых помещений и офисов.
• Тепловая защита полов, перекрытий, мансард, кровли.
• Огневая защита коммуникаций, инженерных конструкций, несущих балок и колонн из металла.
• Обустройство бань и парных.
• Тепловая изоляция плит, печей, жарочных шкафов.
• Наполнение сэндвич-панелей и каркасных конструкций.
• Изоляция конструкций бытовых и промышленных холодильников.
• Скорлупы для изоляции трубопроводов и вентиляционных возвуховодов.

Важно! Менее плотные образцы утеплителя отличаются хорошей эластичностью. Это качество помогает при защите фигурных, сложных, ассиметричных поверхностей и элементов строительных конструкций.

Достоинства каменной ваты (базальтового утеплителя)

Перечисленные преимущества относятся непосредственно к утеплителям из базальтовых волокон:

• Служба изоляционного материала превышает 50 лет.
• Утеплитель не боится следующих факторов влияния: ультрафиолетовых лучей, температурных перепадов, влажности, агрессивных химических составов и веществ, технических масел, грибка, бактерий, грызунов, насекомых.
• Низкая теплопроводность утеплителя объясняется хаотичной структурой каменных волокон, объем которых ограничен размерами плиты. Все пространство между волокнами заполняется статичным воздухом, а он практически не участвует в теплопередаче. Благодаря таким особенностям базальтовая вата отлично удерживает тепло внутренних помещений в холода, и препятствует быстрому их прогреву в жару.
• Паропроницаемость – очень важное положительное свойство каменного утеплителя. Через толщу волоконного материала легко отводится и испаряется лишняя влага и конденсат, способные разрушать материал изолированных поверхностей.
• Материал базальтового теплоизолятора не горит, сдерживает распространение огня, выдерживает колоссальный нагрев (свыше 1000°С) без разрушения структуры и выделения удушающих или отравляющих веществ.
• Значительный диапазон возможной плотности материала облегчает задачу подбора плит определенной жесткости и прочности для решения конкретных задач.
• Экологическая чистота природного сырья и произведенного из него материала.
• Универсальность. Об этом качестве базальтового утеплителя говорит предыдущий раздел со списком основных сфер применения материала.
• Дополнительное создание акустического комфорта в помещениях, которые утеплялись базальтовой ватой.
• Разнообразие и доступность для потребителей ваты различной плотности, формы выпуска, назначения, линейных размеров и толщины.
• Удобство хранения, транспортировки и погрузки легкого материала. Простота резки и монтажных работ для исполнителей без достаточного опыта.

Полезная информация! Электроизоляционные и диэлектрические свойства характерны для волокон из базальтовых камней. Поэтому изделия из них «прозрачные» для магнитных полей и излучений любой природы.

Главные качества, за которые профессионалы-строители и частные застройщики выбирают именно каменный утеплитель, продемонстрированы в видеоматериале:

Известные фирмы-производители

Из поставщиков минеральной ваты рассматриваемого типа выделяются несколько крупных компаний. Их конкуренция, стремление постоянно улучшать качество и не завышать стоимость товара, только на руку потенциальному потребителю.

Минеральная вата Технониколь

Образец качества отечественного товара, который вышел на международный рынок. Сеть представительств торговой марки включает более трех десятков стран. Варианты выпускаемой продукции относятся к нескольким линейкам: частное и профессиональное строительство, варианты огнезащиты, техническая изоляция.

Базальтовая вата Knauf

Производство каменной изоляции является лишь одной их линеек выпускаемых фирмой материалов, отделки и комплексных систем. Но качество выпускаемых утеплителей от этого не страдает, а предлагаемый ассортимент помогает решить любую задачу.

Продукция Rockwool

Датская торговая марка славится качеством выпускаемых марок товара. Из 28 заводов компании, на российского потребителя работают 4 производственных комплекса на территории РФ. В ассортименте Rockwool несколько серий выпускаемой продукции различного назначения: утеплители для кровли, фасадов, квартир и зданий, огнезащиты, шумоподавления, изоляции инженерных систем, сооружений нефтегазового комплекса.

Не отстают в борьбе за покупателя и другие производители изоляционных материалов из базальтовых волокон – Эковер и ISOROC. Первое молодое предприятие находится у источника сырья (на Урале) и быстро прогрессирует. А тамбовский завод компании ISOROC, после масштабной модернизации, гарантирует соответствие продукции отраслевым и мировым стандартам.

Проверенная технология и промышленное оборудование последнего поколения позволяют производить высокоэффективные минеральные теплоизоляторы, которые надежно утепляют любые поверхности и проложенные коммуникации. Получить более высокий уровень защиты помогает каменная вата из базальтовых пород. Если требуется обеспечить класс теплоизоляционной защиты, соответствующий самым строгим стандартам, нужно обратить внимание именно на этот материал.